Ванабинс - Vanabins

Трехмерное представление структуры Vanabin2 из Ascisia sydneiensis var. Samea .

Vanabins (также известная как ванадиевые-ассоциированные белки или ванадий хромоген ) представляют собой специфическая группа ванадий -связывающих металлопротеинов . Ванабины содержатся почти исключительно в клетках крови или ванадоцитах некоторых оболочников (морских брызг), включая Ascidiacea . Ванабины, извлеченные из оболочковых ванадоцитов, часто называют гемованадинами . Эти организмы способны концентрировать ванадий до уровня более чем в 100 раз, а иногда и намного выше, чем в окружающей морской воде . Белки ванабина, по-видимому, участвуют в сборе и накоплении этого иона металла. В настоящее время нет окончательного понимания того, почему эти организмы собирают ванадий.

Немецкий химик Мартин Хенце открыл ванадий в асцидии в 1911 году.

Теории

Ванабины как переносчики кислорода

Из-за высокой концентрации ванадия в крови предполагается, что ванабины используются для транспорта кислорода, как гемоглобин на основе железа или гемоцианин на основе меди . К сожалению, нет никаких научных доказательств, подтверждающих эту гипотезу .

Самая высокая концентрация ванадия, обнаруженная до сих пор, 350 мМ , была обнаружена в клетках крови Ascidia gemmata, принадлежащих подотряду Phlebobranchia . Эта концентрация в 10 000 000 раз выше, чем в морской воде.

Ванабины накапливают ванадий в клетках крови и продуцируют виды V (III) и ионы ванданила (V (IV)) из ортованадат-ионов (V (V)) с использованием НАДФН в качестве восстанавливающего агента . Ванабины также переносят восстановленные формы ванадия в вакуоли ванадоцитов (ванадийсодержащих клеток крови). Вакуоли поддерживают при очень кислом pH 1,9, что стало возможным благодаря закачке ионов водорода в вакуоли с использованием энергоемкой H + -АТФазы. Использование НАДФН и АТФ для сбора и поддержания ванадия чрезвычайно энергоемко, что необычно для белков, переносящих кислород.

Другие белки, переносящие кислород, имеют очень низкую константу диссоциации с их металлической простетической группой и прочно связывают эти группы. С другой стороны, ванабины имеют умеренную константу диссоциации и не связывают ванадий прочно. Что наиболее важно, из-за этой умеренной константы диссоциации ванадий обычно находится в свободном плавании и отделен от любых белков внутри вакуолей. Это полностью отличается от других белков, переносящих кислород.

Ванабины не переносчики кислорода

Наиболее убедительным доказательством того, что ванадий не используется для транспорта кислорода, является то, что у многих асцидий и оболочников также есть гемоцианин в крови, который, как можно предположить, отвечает за весь транспорт кислорода.

Использование ванабинов и ванадия для транспорта кислорода у асцидий и оболочников сомнительно. Другая предполагаемая причина, по которой эти организмы собирают ванадий, заключается в том, что они становятся токсичными для хищников , паразитов и микроорганизмов .

Технологическое использование ванабинов

Мировой океан несет разбавленные концентрации редких минералов. Общее количество золота , серебра , марганца и платины (среди прочего) во всех мировых океанах соперничает с количеством земных рудников , но из-за низкой концентрации этих минералов в морской воде их добыча считается непрактичной. Понимание механизмов, лежащих в основе того, как некоторые организмы концентрируют редкие минералы (такие как сидерофоры ) из морской воды, может сделать биотехнологическую возможность выращивать и выращивать организмы для фильтрации морской воды и извлечения этих минералов, подобно биовыщелачиванию .

Рекомендации

внешняя ссылка